Une analyse pionnière de dents vieilles de 200 millions d'années appartenant aux premiers mammifères suggère qu'elles fonctionnaient comme leurs homologues à sang froid - les reptiles, mener une vie moins active mais beaucoup plus longue.

La recherche, dirigé par l'Université de Bristol, Royaume-Uni et Université d'Helsinki, Finlande, publié aujourd'hui dans Communication Nature , c'est la première fois que les paléontologues ont pu étudier directement la physiologie des premiers mammifères fossiles, et renverse ce que l'on croyait auparavant de nos premiers ancêtres.

Fossiles de dents, la taille d'une tête d'épingle, de deux des premiers mammifères, Morganucodon et Kuehneotherium, ont été scannés pour la première fois à l'aide de rayons X puissants, apporter un éclairage nouveau sur la durée de vie et l'évolution de ces petits mammifères, qui parcouraient la terre aux côtés des premiers dinosaures et étaient considérés comme à sang chaud par de nombreux scientifiques. Cela a permis à l'équipe d'étudier les anneaux de croissance dans leurs alvéoles dentaires, déposés chaque année comme des cernes, qui pourrait être compté pour nous dire combien de temps ces animaux vivaient. Les résultats ont indiqué une durée de vie maximale allant jusqu'à 14 ans, beaucoup plus ancienne que leurs successeurs à fourrure de taille similaire tels que les souris et les musaraignes, qui ont tendance à ne survivre qu'un an ou deux dans la nature.

"Nous avons fait des découvertes étonnantes et très surprenantes. On pensait que les caractéristiques clés des mammifères, y compris leur sang chaud, évolué à peu près à la même époque, " a déclaré l'auteur principal, le Dr Elis Newham, Chercheur associé à l'Université de Bristol, et auparavant Ph.D. étudiant à l'Université de Southampton à l'époque où cette étude a été menée.

"Par contre, nos résultats montrent clairement que, bien qu'ils aient un cerveau plus gros et un comportement plus avancé, ils ne vivaient pas vite et ne mouraient pas jeunes mais menaient un rythme plus lent, une durée de vie plus longue semblable à celle des petits reptiles, comme des lézards."

L'utilisation d'une technologie d'imagerie avancée de cette manière a été conçue par la superviseure du Dr Newham, le Dr Pam Gill, Associé de recherche principal à l'Université de Bristol et associé scientifique au Natural History Museum de Londres, qui était déterminé à aller à la racine de son potentiel.

"Un collègue, l'un des co-auteurs, s'est fait enlever une dent et m'a dit qu'ils voulaient la faire radiographier, car il peut raconter toutes sortes de choses sur votre histoire de vie. Cela m'a amené à me demander si nous pouvions faire la même chose pour en savoir plus sur les mammifères anciens, " a déclaré le Dr Gill.

En scannant le cément fossilisé, le matériau qui verrouille les racines dentaires dans leur alvéole de la gencive et continue de croître tout au long de la vie, Le Dr Gill espérait que la préservation serait suffisamment claire pour déterminer la durée de vie du mammifère.

Pour tester la théorie, un ancien spécimen de dent appartenant à Morganucodon a été envoyé au Dr Ian Corfe, de l'Université d'Helsinki et de la Commission géologique de Finlande, qui l'a scanné à l'aide d'un rayonnement X synchrotron à haute puissance.

"Pour notre plus grand plaisir, bien que le cément n'ait qu'une fraction de millimètre d'épaisseur, l'image du scan était si claire que les anneaux pouvaient littéralement être comptés, " a déclaré le Dr Corfe.

Il a marqué le début d'une étude internationale de six ans, qui s'est concentré sur ces premiers mammifères, Morganucodon et Kuehneotherium, connu des roches jurassiques du sud du Pays de Galles, ROYAUME-UNI, datant de près de 200 millions d'années.

"Les petits mammifères sont tombés dans des grottes et des trous dans la roche, où leurs squelettes, y compris leurs dents, fossilisé. Grâce à l'incroyable conservation de ces minuscules fragments, nous avons pu examiner des centaines d'individus d'une espèce, donner une plus grande confiance dans les résultats que ce que l'on pourrait attendre de fossiles si anciens, " ajouta le Dr Corfe.

Le voyage a vu les chercheurs prendre quelque 200 spécimens de dents, fourni par le Natural History Museum de Londres et le University Museum of Zoology de Cambridge, à scanner à l'installation européenne de rayonnement synchrotron et à la source lumineuse suisse, parmi les sources lumineuses à rayons X les plus brillantes au monde, en France et en Suisse, respectivement.

A la recherche d'un projet passionnant, Le Dr Newham a étudié cela pour le MSc en paléobiologie à l'Université de Bristol, puis un doctorat. à l'Université de Southampton.

« Je cherchais quelque chose de grand dans lequel me mettre les dents et cela convenait parfaitement. Le scan à lui seul a pris plus d'une semaine et nous avons effectué des quarts de travail de 24 heures pour tout faire. Ce fut une expérience extraordinaire, et quand les images ont commencé à arriver, nous savions que nous étions sur quelque chose, " a déclaré le Dr Newham.

Le Dr Newham a été le premier à analyser les couches de cément et à relever leur énorme importance.

"Nous avons reconstruit numériquement les racines des dents en 3D et celles-ci ont montré que Morganucodon a vécu jusqu'à 14 ans, et Kuehneotherium jusqu'à neuf ans. J'ai été abasourdi car ces durées de vie étaient beaucoup plus longues que les un à trois ans que nous avions prévu pour de minuscules mammifères de la même taille, " a déclaré le Dr Newham.

"Ils étaient par ailleurs assez semblables à des mammifères dans leurs squelettes, crânes et dents. Ils avaient des dents à mâcher spécialisées, un cerveau relativement gros et avait probablement des cheveux, mais leur longue durée de vie montre qu'ils vivaient à un rythme plus reptilien qu'à celui d'un mammifère. Il existe de bonnes preuves que les ancêtres des mammifères ont commencé à devenir de plus en plus à sang chaud à partir de la fin du Permien, il y a plus de 270 millions d'années, mais, même 70 millions d'années plus tard, nos ancêtres fonctionnaient encore plus comme des reptiles modernes que comme des mammifères"

Alors que leur rythme de vie restait reptilien, la preuve d'une capacité intermédiaire pour l'exercice soutenu a été trouvée dans le tissu osseux de ces premiers mammifères. En tant que tissu vivant, l'os contient de la graisse et des vaisseaux sanguins. Le diamètre de ces vaisseaux sanguins peut révéler le débit sanguin maximal possible disponible pour un animal, critique pour des activités telles que la recherche de nourriture et la chasse.

Le Dr Newham a déclaré :« Nous avons découvert que dans les os de la cuisse de Morganucodon, les vaisseaux sanguins avaient des débits un peu plus élevés que chez les lézards de même taille, mais beaucoup plus faible que chez les mammifères modernes. Cela suggère que ces premiers mammifères étaient actifs plus longtemps que les petits reptiles, mais ne pouvaient pas vivre le mode de vie énergétique des mammifères vivants. »